Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Плеяды
Плеяды supercomputer.jpg
Активный2008-настоящее время
СпонсорыНациональное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) , США 
ОператорыNAS , HPE
Место расположенияNASA Advanced Supercomputing Division в исследовательском центре NASA Ames , Моффетт Филд, Калифорния
Архитектура158 стоек HPE / SGI Altix ICE X (11 207 узлов), 239 616 процессоров Intel Xeon, межсоединение InfiniBand FDR [1]
Операционная системаSUSE Linux Enterprise Server [2]
объем памяти926 терабайт.
Место хранения29 петабайт (RAID)
Скорость5,95 петафлопс (устойчиво), 7,09 петафлопс (пиковое значение)
РейтингTOP500 : 32, ноябрь 2019
НаследиеЗанял третье место в TOP500 LINPACK при 487 терафлопсах, ноябрь 2008 г.
интернет сайтДомашняя страница NAS Pleiades

Плеяды ( / р л aɪ ə г я г , р л я ə - / ) является petascale суперкомпьютер хранящаяся в NASA Advanced Supercomputing (NAS) объекта в НАСА Исследовательском центре Эймса , расположенный на Моффетфильде рядом Маунтин - Вью , Калифорния . [3] Он поддерживается НАСА и партнерами Hewlett Packard Enterprise (ранее Silicon Graphics International ) и Intel..

По состоянию на ноябрь 2019 года он занимает 32-е место в списке самых мощных компьютеров в списке TOP500 с рейтингом LINPACK 5,95 петафлопс (5,95 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду) [2] и максимальной производительностью 7,09 петафлопс после последнего обновления оборудования. [4] Система служит крупнейшим суперкомпьютерным ресурсом НАСА, поддерживающим миссии в области аэронавтики , пилотируемых космических полетов , астрофизики и наук о Земле. [5]

История [ править ]

Анатомия узла Плеяд, показанная на дисплее в Исследовательском центре НАСА Эймс в Маунтин-Вью, Калифорния.

Построенный в 2008 году и названный в честь открытого звездного скопления Плеяды , суперкомпьютер дебютировал как третий по мощности суперкомпьютер в мире со скоростью 487 терафлопс. [6] Первоначально он содержал 100 SGI Altix ICE 8200EX стойки с 12800 Intel Xeon четырёхъядерных E5472 Harpertown процессоров , связанных с более чем 20 миль InfiniBand двойной скоростью передачи данных (DDR) кабелей. [7]

После добавления еще десяти стоек с четырехъядерными процессорами X5570 Nehalem в 2009 году Pleiades заняла шестое место в TOP500 за ноябрь 2009 года с 14 080 процессорами, работающими со скоростью 544 терафлопс. [8] В январе 2010 года ученые и инженеры NAS успешно завершили «живую интеграцию» еще одной стойки ICE 8200, соединив двухпортовую структуру InfiniBand новой стойки с помощью 44 оптоволоконных кабелей, в то время как суперкомпьютер все еще выполнял полную рабочую нагрузку, сэкономив 2 миллионов часов продуктивности, которые иначе были бы потеряны. [9]

Еще одно расширение в 2010 году добавило 32 новых стойки SGI Altix ICE 8400 с шестиядерными процессорами Intel Xeon X5670 Westmere , в результате чего было достигнуто 18 432 процессора ( 81 920 ядер в 144 стойках) при теоретическом пике 973 терафлопс и рейтинге LINPACK 773 терафлопс. [10] НАСА также сделало акцент на сохранении энергоэффективности Плеяд, увеличивая энергоэффективность с каждым расширением, так что в 2010 году он был в три раза более энергоэффективным, чем оригинальные компоненты 2008 года, которые в то время были наиболее энергоэффективными. Интеграция шестиядерных узлов Westmere также потребовала новой четырехскоростной передачи данных (QDR) и гибридной DDR / QDR кабельной разводки InfiniBand, что сделало крупнейшую в мире межсоединительную сеть InfiniBand с протяженностью более 65 миль кабеля. [10]

После добавления еще 14 стоек ICE 8400, содержащих процессоры Westmere, в 2011 году Pleiades заняла седьмое место в списке TOP500 в июне того же года с рейтингом LINPACK 1,09 петафлопс, или 1,09 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду. [11]

Оптоволоконные кабели InfiniBand DDR и QDR используются для подключения всех узлов друг к другу, а также к системам хранения данных на NAS и системе визуализации гиперволлы, создавая сеть, состоящую из более чем 65 миль фабрики InfiniBand, самой большой в своем роде в мире. Плеяды построены в частичной 11-мерной топологии гиперкуба, где каждый узел имеет одиннадцать соединений с одиннадцатью другими узлами, причем некоторые из них составляют до двенадцати соединений, чтобы сформировать 12-мерный гиперкуб. [12]

В 2012 году НАСА и партнеры SGI и Intel начали работу по интеграции 24 новых стоек Altix ICE X с восьмиъядерными процессорами Intel Xeon E5-2760 Sandy Bridge, чтобы заменить 27 из оригинальных стоек Alitx 8200, содержащих четырехъядерные процессоры Harpertown. Имея в общей сложности 126 720 процессорных ядер и более 233 терабайт оперативной памяти в 182 стойках, расширение увеличило доступную вычислительную мощность Pleiades на 40 процентов. [13] Каждый новый узел Sandy Bridge имеет четыре сетевых канала, использующих кабель InfiniBand с четырнадцатью скоростями передачи данных (FDR) для общей пропускной способности 56 гигабит (около 7 гигабайт) в секунду. [14]

В начале 2013 года началась работа над более масштабным обновлением оборудования для Pleiades, в результате чего были удалены все оригинальные 4-ядерные процессоры Harpertown и добавлено 46 стоек SGI ICE X с 10-ядерными процессорами Intel Xeon E5-2680V2 (Ivy Bridge) . Когда установка была завершена в августе 2013 года, общая пиковая производительность системы увеличилась на 62% с 1,78 петафлопс до 2,87 петафлопс. [15] В период с января по апрель 2014 года система снова медленно обновлялась, добавляя еще 29 стоек узлов Ivy Bridge и увеличивая теоретические вычислительные возможности системы до 3,59 петафлопс. [16] Чтобы освободить место для расширения, все оставшиеся в системе узлы Nehalem и 12 узлов Westmere были удалены.

В конце 2014 года было удалено больше узлов Westmere, чтобы освободить место для новых процессоров Intel Xeon Haswell, что увеличило теоретическую вычислительную мощность на один петафлоп до 4,49 петафлопс. [17] В январе 2015 года были установлены и предоставлены пользователям дополнительные узлы Haswell, что дало Pleiades новую пиковую теоретическую производительность обработки данных в 5,35 петафлопс. [4] Обновление, завершенное в июне 2016 года, заменило все оставшиеся стойки, содержащие узлы, с шестиядерными процессорами Intel Xeon X5670 (Westmere) на стойки, содержащие узлы с 14-ядерными процессорами Intel Xeon E5-2680v4 (Broadwell). Это улучшило теоретическую пиковую производительность до 7,25 петафлопс. [4]

Роль в НАСА [ править ]

Pleiades является частью проекта НАСА по высокопроизводительным вычислительным возможностям (HECC) и представляет собой современную технологию НАСА для удовлетворения требований агентства к суперкомпьютерам, позволяя ученым и инженерам НАСА проводить моделирование и симуляцию с высокой точностью для миссий НАСА на Земле. исследования, космическая наука, исследования в области авиации, а также освоение космоса людьми и роботами. [3] [18]

Некоторые из научных и инженерных проектов, выполняемых на Плеядах, включают:

  • Миссия Кеплера , космическая обсерватория, запущенная в марте 2009 года для определения местоположения планет земного типа, отслеживает участок космоса, содержащий более 200 000 звезд, и каждые 30 минут делает снимки с высоким разрешением. После того, как операционный центр собирает эти данные, они передаются в Плеяды для расчета размера, орбиты и местоположения планет, окружающих эти звезды. [19] По состоянию на февраль 2012 года миссия «Кеплер» обнаружила 1235 планет, 5 из которых примерно размером с Землю и вращаются внутри «обитаемой зоны», где вода может существовать во всех трех формах (твердой, жидкой и газовой). [20]После неудач, вызванных отказом двух из четырех реактивных колес Кеплера, отвечающих за удержание космического корабля в правильном направлении, в 2013 году команда Кеплера переместила весь конвейер данных в Плеяды, которые продолжают анализировать кривую блеска на основе существующих данных Кеплера. . [21]
  • Исследования и разработки космических ракет-носителей следующего поколения проводятся на Плеядах с использованием передовых инструментов анализа, а также моделирования и моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) с целью создания более эффективных и доступных систем космических запусков и конструкций транспортных средств. Также были проведены исследования по снижению шума, создаваемого шасси самолета, с использованием приложения кода CFD для обнаружения источников шума внутри конструкций. [22]
  • Астрофизические исследования формирования галактик проводятся на Плеядах, чтобы создать моделирование того, как образовалась наша собственная Галактика Млечный Путь, и какие силы могли заставить ее сформироваться в ее характерной форме диска. [23] Плеяды также были суперкомпьютерным ресурсом для исследования и моделирования темной материи , помогая обнаруживать гравитационно связанные «сгустки» темной материи в галактиках в одном из крупнейших когда-либо проводившихся симуляций с точки зрения количества частиц. [24]
  • Визуализация океанских течений на Земле с использованием созданной НАСА модели синтеза данных для проекта «Оценка циркуляции и климата океана» (ECCO) между Массачусетским технологическим институтом и Лабораторией реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния . По данным НАСА, "синтез данных модели ECCO используется для количественной оценки роли океана в глобальном углеродном цикле , для понимания недавней эволюции полярных океанов, для мониторинга меняющегося во времени тепло-, водного и химического обмена внутри и между различных компонентов системы Земля и для многих других научных приложений ». [25]

Галерея [ править ]

  • Вид снаружи суперкомпьютера Pleiades

  • Стойки на основе Pleiades Westmere. Добавление узлов Westmere и Nehalem увеличило вычислительную мощность, доступную на Плеядах, на 170%.

  • Сетевое оборудование

  • Церемония разрезания ленты для завершения первоначальной системы Pleiades в декабре 2008 года с участием представителей NASA, SGI и Intel.

  • Крупным планом - один ряд вычислительных шкафов, составляющих исходную систему на базе Харпертауна.

  • Хранилище TFinity

  • Больше шкафов

  • Квантовый компьютер D-Wave в здании

  • Стена экранов, поддерживаемая несколькими графическими процессорами, используемая для визуализации

В популярной культуре [ править ]

  • В фильме 2015 года «Марсианин» астродинамик Рич Пурнелл использует суперкомпьютер «Плеяды» для проверки расчетов гравитационного маневра космического корабля, чтобы спасти космонавта, застрявшего на Марсе. В отличие от того, что показано в фильме, для выполнения вычислений нет необходимости физически присутствовать внутри стоек; для отправки заданий пользователь может подключиться удаленно через ssh , используя SecurID . [26]

Ссылки [ править ]

  1. ^ . НАСА https://www.nas.nasa.gov/hecc/resources/pleiades.html . Проверено 19 марта 2020 года . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  2. ^ a b «Плеяды - SGI ICE X, Intel Xeon E5-2670 / E5-2680v2 / E5-2680v3 / E5-2680v4 2,6 / 2,8 / 2,5 / 2,4 ГГц, Infiniband FDR» . Топ 500, список . Проверено 19 марта 2020 года .
  3. ^ a b Фортин, Джейси (8 мая 2017 г.). «Разыскиваются гении: НАСА предлагает программистам ускорить работу своего суперкомпьютера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 мая 2017 года .
  4. ^ a b c «Пиковая производительность суперкомпьютера Pleiades увеличена, емкость долгосрочной памяти увеличена втрое» . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 13 июля 2016 . Проверено 5 мая 2017 года .
  5. ^ "За кулисами компьютерной электростанции НАСА" . Голос Маунтин-Вью. 28 августа 2015 года.
  6. ^ «ТОП500 Плеяд 8200 Системный Рейтинг» . [TOP500].
  7. ^ «Суперкомпьютер НАСА входит в число самых быстрых в мире» . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 18 ноября 2008 г.
  8. ^ «Суперкомпьютер НАСА входит в число самых быстрых в мире» . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 18 ноября 2009 г.
  9. ^ « « Живая »интеграция стойки Pleiades экономит 2 миллиона часов» . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 8 февраля 2010 г.
  10. ^ a b «Суперкомпьютер НАСА удваивает мощность, увеличивает эффективность» . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 2 июня 2010 г.
  11. ^ «Суперкомпьютер НАСА Pleiades входит в число самых быстрых в мире» . [НАСА]. Июнь 2011 г.
  12. ^ "База знаний пользователей NAS / HECC Соединение Pleiades" . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. Архивировано из оригинального 19 октября 2011 года.
  13. ^ "Суперкомпьютер Pleiades становится немного более мощным" . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 19 июня 2012 г.
  14. ^ «Обзор оборудования проекта HECC: процессоры Sandy Bridge» . [НАСА Advanced Supercomputing Division].
  15. ^ "Модернизированный суперкомпьютер НАСА Плеяды, перепрофилирование узлов Харпертауна" . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 19 сентября 2013 г.
  16. ^ «Обновление Плеяд завершено» . [Проект НАСА по высокопроизводительным вычислительным возможностям].
  17. ^ "Суперкомпьютер НАСА Pleiades обновлен, получает ускорение на один петафлопс" . [НАСА Advanced Supercomputing Division]. 28 октября 2014 г.
  18. ^ "Цели миссии Advanced Supercomputing Division НАСА" . [НАСА Advanced Supercomputing Division].
  19. ^ Закон, Джиллиан (2012). «Моделирование звезд» . Мир научных вычислений . Февраль / март (22): 41–43.
  20. ^ «НАСА находит кандидатов на планеты размером с Землю в обитаемой зоне, система шести планет» . [NASA] Февраль 2012. Архивировано из оригинала 19 октября 2011 года.
  21. ^ «Кеплер живет: все дело в данных» . [NASA @ SC13] Ноябрь 2013 г.
  22. ^ Khorrami, Мехди R. (2011). «Высокоточное моделирование шума шасси» . Источник HPC . Научные вычисления. Весна 2011: 18–22. Архивировано из оригинала 8 апреля 2014 года.
  23. ^ "Первый взгляд на рождение Млечного Пути" . Университет Цюриха августа 2011. Архивировано из оригинала на 11 октября 2012 года .
  24. ^ «Темная материя для астрофизических исследований» . [HPCwire]. 31 мая 2011 г.
  25. ^ «НАСА рассматривает наш вечный океан» . [НАСА]. Апреля 2012 года в архив с оригинала на 5 мая 2012 года.
  26. ^ https://www.nas.nasa.gov/hecc/support/kb/two-step-connection-using-rsa-securid-passcode-and-nas-password_53.html

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница НАСА Плеяды
  • Домашняя страница NASA Advanced Supercomputing Division
  • Домашняя страница проекта НАСА HECC
  • Домашняя страница НАСА